坛紫菜两种小分子热激蛋白(sHSP)基因的克隆及表达特征分析

小分子热激蛋白(sHSP)不仅在应激条件下高效表达,而且在正常状态的细胞中也广泛存在,参与一些重要细胞生理活动的调节。为研究坛紫菜应答高温和失水等逆境胁迫的分子机制,本研究以坛紫菜(Pyropia haitanensis)转录组测序获得的unigene序列为基础,采用RACE或直接PCR扩增,克隆获得了坛紫菜两种sHsp的全长基因：PhHsp22和PhDnaJ。序列分析结果表明,PhHsp22序列全长857 bp,包含一个519 bp的开放阅读框,所编码的多肽包含172个氨基酸,分子量为19.1 kDa,等电点为5.24(收录号：KM102540);PhDnaJ序列全长1616 bp,包含一个1290 bp的开放阅读框,所编码的多肽包含429个氨基酸,分子量为46.1 kDa,等电点为6.43,属于Hsp40亚家族(收录号：KM102541)。基因表达水平的定量分析结果表明两个基因在高温胁迫不同时间水平和不同失水胁迫程度下的表达均呈现出一致的表达模式,即在胁迫初期表达水平显著上调,但随着胁迫的持续,这两个基因的表达水平开始逐渐下调。说明这两个基因在逆境胁迫下的表达可能存在一个反馈调节机制。     

坛紫菜品系间杂交分离色素突变体及其特性的初步研究

以野生选育的坛紫菜(Porphyra haitanensis)为母本,诱变选育全棕红的品系为父本进行杂交实验,从杂交子代大量叶片中,筛选出1株褐黄色素突变体、1株翠绿色与野生色相嵌的嵌合体和1株褐绿色与野生色相嵌的嵌合体。通过酶法分离突变体的营养细胞,单性生殖获得丝状体;分别使丝状体成熟并放散壳孢子,然后单株培养和筛选获得褐黄、翠绿和褐绿色子代叶状体。实验进行50 d。结果:(1)褐黄色突变体藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白含量低;孢子囊枝的细胞较小,且大量形成时间比亲本晚15 d;幼苗培养初期日平均生长量仅为(1.22±0.28)cm,当叶片长到60 cm左右时生长优势逐步凸显,日平均生长量可达(7.50±1.18)cm;(2)翠绿色丝状体容易成熟,发育方式特殊,营养藻丝不经过藻丝加粗阶段,直接由球形细胞发育成孢子囊枝和壳孢子囊;翠绿色叶状体藻红蛋白含量低,仅有(5.513 0±1.049 6)mg/g(干品);叶状体生长快速,60 cm长的藻体日平均生长量高达(11.95±2.33)cm;(3)褐绿色突变体藻蓝蛋白、别藻蓝蛋白和藻红蛋白这3种色素蛋白和叶绿素的含量均较低;藻丝细胞短且细,叶状体生长速度较慢。     

条斑紫菜耐高温杂交重组品系的筛选与特性分析

为改善条斑紫菜优良品系TM-18藻体颜色偏红的弱点,本研究以红色型突变品系(TM-18,特点:藻体偏红色;生长快,色素蛋白含量高,具有一定的耐高温性)为父本;绿色型突变品系(OMO-1,特点:藻体绿色,生长较慢,色素蛋白含量低,耐高温性差)为母本进行种内杂交,从杂合丝状体的F1叶状体中,分离出了优良品系TW-9。通过比较它与亲本品系的特性,获得以下结果:在常温(18°C)和高温(24和25°C)下培养13 d,TW-9品系的壳孢子存活率分别为TM-18品系的1.0、1.1和1.1倍,以及OMO-1品系的1.1、4.7和7.2倍。在18°C组,3个品系的壳孢子苗畸形率无显著性差异,但在24和25°C组,TW-9品系的畸形苗率比TM-18品系分别降低了20.3%和29.5%,比OMO-1品系分别降低了74.8%和69.5%。将在18°C下培养40 d的叶状体分别置于18、24和25°C再培养10 d,TW-9品系的绝对生长率分别为TM-18品系的0.9、1.5和0.8倍,以及OMO-1品系的1.4、1.5和28倍。此外,在24°C下培养25 d或在25°C下培养10 d,OMO-1品系的藻体腐烂严重,最后完全解体;TM-18和TW-9品系藻体在24°C下培养25 d只出现轻微卷曲,但在25°C下,TM-18品系培养15 d就腐烂至完全解体,而TW-9品系培养30 d也只是轻微腐烂。在18°C下培养40 d的TW-9品系叶状体分别再在18和24°C下培养15 d,总藻胆蛋白含量分别为61.5和77.8 mg/g,分别为OMO-1品系的1.4和1.4倍,但与TM-18品系的含量相比无明显差异。在18°C下培养55 d的叶状体平均厚度,TW-9品系为25.6μm,分别比TM-18和OMO-1品系降低了13.5%和17.7%。另外,3个品系的壳孢子放散量无显著性差异。研究表明,TW-9品系不仅具有与TM-18品系相似的特性,如叶状体生长快、色素蛋白含量高、壳孢子放散量大等特性,并且它的藻体更薄、更耐高温,其颜色与野生色相近,符合生产栽培的要求,有望被培育成适宜栽培的新品种。     

坛紫菜与Pyropia radi种间杂交重组优良品系的选育与特性分析

为获得具明显杂交重组优势的紫菜优良品系,实验以印度产紫菜Pyropia radi野生型品系(Pr-WT01,特点:藻体厚、生长慢、韧性好、壳孢子放散量多)为父本,坛紫菜诱变品系(Ph-HMC5,特点:藻体薄、生长快、韧性差、壳孢子放散量少)为母本进行种间杂交,从杂合丝状体产生的F1叶状体中选出4个综合性状优良的杂交重组品系,HR-6品系为其中的最优良品系。父本品系叶状体的绝对生长率最大值为0.39 cm/d,母本品系为5.24 cm/d,而HR-6品系高达9.27 cm/d,在日龄30~50 d期间,它的平均绝对生长率比母本品系的最大生长率还大。日龄60 d的叶状体平均体长父本品系为13.18 cm,母本品系为85.67 cm,而HR-6品系已达218.57 cm,分别是父、母本品系的16.58倍和2.55倍。日龄35 d的HR-6品系叶状体的叶绿素a含量高达9.43 mg/g,比父、母本品系分别增加了50%和20%;另外,它的总藻胆蛋白含量高达99.62 mg/g,分别是父、母本品系的2.18倍和1.74倍。日龄35 d的HR-6品系的叶状体平均厚度为26.22μm,比父本品系降低了37%,比母本品系增加了30%,叶状体的韧性明显增加。HR-6品系的壳孢子放散总量达167.72万个/贝,分别为父、母本品系的1.13和2.65倍。上述研究结果表明,HR-6品系具有生长快、品质好、壳孢子放散量大等优良性状,表现出良好的生产适用性。     

抗生素处理对坛紫菜叶状体生长和藻际微生物的影响

设计了氨苄青霉素、硫酸庆大霉素和卡那霉素3种抗生素的不同组合处理坛紫菜叶状体,旨在筛选出坛紫菜叶状体藻际微生物的最优去除方法;同时,探究紫菜叶状体生长与微生物群落变化之间的关系。结果显示,低浓度(10μg/mL)的硫酸庆大霉素或高浓度(800μg/mL)的卡那霉素处理,对坛紫菜叶状体生长均具一定的抑制作用,而不同浓度的氨苄青霉素处理均促进了叶状体生长。500μg/mL的氨苄青霉素、500μg/mL的硫酸庆大霉素与300μg/mL的卡那霉素3种抗生素混合处理叶状体24 h,不会抑制叶状体的生长;同时,对藻际微生物有较强的抑制性。不同的坛紫菜品系,不同的叶状体日龄和培养密度,以及在不同的海水盐度和不同浓度的营养盐中培养,抗生素处理组圆盘体的生长均比对照组快。通过比较抗生素处理组与对照组分离的菌株后发现,抗生素处理组有两株菌落形态和菌株形态与对照组显著不同的特有菌株。研究表明,在坛紫菜叶状体的生长过程中,某些对叶状体生长起阻碍作用的细菌如果大量繁殖,会抑制对叶状体生长有益的细菌繁殖,当用抗生素抑制了阻碍生长的细菌,就会使益生菌成为优势菌,促进叶状体的生长,益生菌对上述抗生素的处理不太敏感,但由于培养条件的改变,抗生素对阻碍生长的细菌的抑制作用会减弱,使得它们大量繁殖,从而抑制叶状体的生长。     

条斑紫菜优良品系(LC-14)的筛选与特性分析

从条斑紫菜(Pyropia yezoensis)绿色突变体和红色突变体种内杂交产生的F_1叶状体中,分离出新品系LC-14。该品系的F_1叶状体在生长速度和品质等方面均显著优于条斑紫菜野生型栽培品系(WT)。日龄70 d的叶状体平均长度和湿重,LC-14品系分别为106.53 cm和3.07 g,分别是WT品系的4.39和10.27倍。培养至第55天,LC-14品系的3种主要光合色素(叶绿素a、藻红蛋白和藻蓝蛋白)含量分别为9.85 mg/g、52.09 mg/g和23.26 mg/g,分别比WT品系提高了65%、65%和49%,而其藻体的平均厚度(20.89μm)反而降低了32%。此外,LC-14品系的壳孢子放散总量为761.32×10~4 ind/壳,是WT品系的1.28倍。上述结果表明,LC-14品系具有生长快、品质优、壳孢子放散量大的优点,藻体颜色与野生色(棕褐色)相近,是条斑紫菜的优良品系,有望在生产中应用。     

坛紫菜抗高温品系的筛选

坛紫菜抗高温品系的筛选=Selection of a high-temperature resistant strain of Porphyra haitanensis (Rhodophyta)［刊,中］/严兴洪（上海水产大学,上海200090）,马少玉//水产学报,—2007,31(1).-112～117 从已获得的4种坛紫菜优质高产品系中,筛选出抗高温的优良品系YZ-3。在28 ℃和29 ℃下培养15 d后,YZ-3品系的壳孢子成活率分别达73.2%和52.6%,分裂率分别为100%和82.8%;而对照组野生型（WT）品系的壳孢子成活率分别只有10.3%和4.6%,分裂率分别为89.7%和65.9%;YZ-3品系的壳孢子成活率和分裂率均远高于WT品系。把在常温(24 ℃)下培养35 d的壳孢子苗,再分别培养在24、28和29 ℃作抗高温试验,培养25 d后发现,YZ-3品系的幼苗平均体长分别增加了33.6、23和15倍,而WT品系的苗平均体长分别只增加了7.7、1.4和0.9倍;YZ-3品系的苗平均体长分别是WT品系的3.8、8.8和7.4倍。在28 ℃和29 ℃组,WT品系幼苗培养15 d就大面积腐烂; 而YZ-3品系幼苗培养25 d也不腐烂。上述结果表明YZ-3品系是抗高温的。图6表3参15 关键词：坛紫菜;叶状体;品系;高温;壳孢子;生长 E-mail：xhyan@shfu.edu.cn     

坛紫菜叶状体颜色与长度、宽度和厚度的相关性分析

实验以坛紫菜（Pyropia haitanensis）野生型品系（W,♀）和红色突变体（R,♂）杂交产生的杂合丝状体为材料,构建由240个株系组成的双单倍体（doubled haploid, DH）群体,随后对DH群体的叶状体颜色与长度、宽度、叶片厚度、原生质体大小和细胞壁厚度5个数量性状的相关性进行分析。结果显示,在不同颜色组中（野生色组和红色组）,5个性状的表型值均呈正态分布。各性状的变异系数为10.02%~43.73%,其中长度的变异系数最大。不同颜色组间,每个性状表型值呈极显著差异（P＜0.01）,相比野生色组,红色组的长度更长、宽度更窄、叶片更薄、原生质更小、细胞壁更薄。其中颜色与各性状的相关性程度,呈叶片厚度＞细胞壁厚度＞原生质体大小＞长度＞宽度。另外,各性状的遗传力均表现为长度＞原生质体大小＞叶片厚度＞细胞壁厚度＞宽度,且野生色组高于红色组。不同颜色组控制同一经济性状的基因对数不同,且控制长度性状的基因对数差异最大。本研究为开展坛紫菜复合经济性状新品种培育提供参考。     

利用微卫星遗传标记评价坛紫菜的种质

从坛紫菜叶状体中提取基因组DNA,并用CTAB/NaCl纯化,得到质量较高的DNA,它无RNA污染,且OD260/OD280比值为1.89～1.95,适用于微卫星分子标记研究.根据坛紫菜微卫星DNA序列设计特异引物,进行坛紫菜微卫星的PCR扩增反应.用PopGen软件分析坛紫菜2个优良品系和1个野生种群间的Nei氏遗传相似系数和遗传距离分别在0.576 0～0.691 5和0.425 1～0.641 2,然后根据Nei氏遗传距离用MEGA软件构建了UPGMA聚类图,结果表明高蛋白和生长快这两个优良品系群体虽来自野生种群体,尽管表型差异不大,但从基因型来说它们已不同于野生种群体.同时还得到了3条可区分坛紫菜野生种群体及2个优良群体(生长快型、高蛋白型)的差异性条带:4#-117、25#-231、14#-302.     

中国经济海藻养殖技术概况与展望

我国是全球海藻生产和消费大国。当前，我国海藻养殖种类以海带、紫菜、江蓠和裙带菜等为主体，兼有小规模养殖的羊栖菜、鼠尾藻、麒麟菜、石花菜、礁膜、浒苔、长茎葡萄蕨藻等。海藻养殖方式包括浅海养殖、潮间带养殖和陆基养殖。近年来，在全球气候变化、海水污染、海岸工程等多重压力下，海藻养殖环境不佳，养殖病害多发；另外，海洋生态文明建设大背景下的近海水域利用政策变化，对海藻养殖产业及其养殖技术提出了新的要求与挑战。对我国海藻养殖技术进行回顾，总结经验、查找不足，提出新思路、新方法，以期为我国海藻养殖产业可持续发展提供支撑。